Первоначально в группу входило десять человек:
Игорь Алексеевич Дя́тлов (родился 13 января 1936 года), студент-пятикурсник радиотехнического факультета
Зинаида Алексеевна Колмого́рова (родилась 12 января 1937 года), студентка 4-го курса радиотехнического факультета
Рустем Владимирович Слобо́ди́н (родился 11 января 1936 года), выпускник механико-машиностроительного факультета, инженер комбината № 817 в Челябинске-40
Юрий Николаевич Дороше́нко (родился 29 января 1938 года), студент факультета подъёмно-транспортных машин
Георгий (Юрий) Алексеевич Кривони́щенко (родился 7 февраля 1935 года), выпускник строительного факультета, инженер комбината № 817 в Челябинске-40
Николай Владимирович Тибо́-Бриньо́ль[2] (родился 5 июня 1935 года), выпускник строительного факультета, инженер
Людмила Александровна Дуби́нина (родилась 12 мая 1938 года), студентка 3-го курса инженерно-экономического факультета
Семён (либо Александр[3]) Алексеевич Золотарёв (либо Золатарёв)[4] (родился 2 февраля 1921 года), инструктор Коуровской турбазы
Александр Сергеевич Колева́тов (родился 16 ноября 1934 года), студент 4-го курса физико-технического факультета
Юрий Ефимович Ю́дин (родился 19 июля 1937 года), студент 3-го курса инженерно-экономического факультета.

Юрий Юдин выбыл из группы из-за дизентерии (которую он подхватил, лечась от полученного в школе ревмокардита[5]) при выходе на активную часть маршрута (часть, преодолеваемая исключительно собственными силами), благодаря чему единственный из всей группы остался в живых.

 Официальное следствие было начато после возбуждения уголовного дела прокурором Ивдельского района Василием Ивановичем Темпаловым по факту обнаружения трупов 26 февраля 1959 года и велось в течение трёх месяцев.

Начинал расследование по гибели группы Дятлова следователь Ивдельской прокуратуры Владимир Иванович Коротаев. После того, как В. И. Темпалов вместе с делом побывал в Свердловске, расследование было поручено прокурору-криминалисту Свердловской прокуратуры Льву Никитичу Иванову.

Согласно опубликованным материалам уголовного дела по факту гибели туристической группы, вывод о том, что трагедия произошла в ночь с 1 на 2 февраля, был сделан на основании фотоснимка одного из участников похода:

В одном из фотоаппаратов сохранился фотокадр (сделанный последним), на котором изображен момент раскопки снега для установки палатки. Учитывая, что этот кадр был снят с выдержкой 1/25 секунды при диафрагме 5,6, при чувствительности пленки 65 единиц ГОСТа, а также принимая во внимание плотность кадра, можно считать, что к установке палатки приступили около 5 часов вечера 1.02.1959 года. Аналогичный снимок сделан и другим фотоаппаратом. После этого времени ни одной записи и ни одного фотоснимка не было обнаружено.

— Бударин М.Д. Тайна гибели группы Дятлова

Таинственный 33-й фотокадр с плёнки Юрия Кривонищенко. По одной версии, он был сделан в палатке, когда в неё «кто-то» заглянул, по другой версии — на нём запечатлены светящиеся шары в небе, о которых ходили слухи в период поисков. В версии Ракитина этот кадр считается дефектом проявки плёнки.

Внимание исследователей гибели группы привлёк 33-й кадр плёнки из фотоаппарата Юрия Кривонищенко. Самая распространённая версия предполагает, что кадр был сделан из палатки и был самым последним в ту ночь[18]. Между тем, Алексей Ракитин предполагает, что злополучная фотография является работой эксперта-криминалиста, который, прежде, чем извлечь плёнку, предварительно нажал на затвор, чтобы узнать, не взведён ли он (у моделей «Зоркого» 1950-х не было никаких меток, по которым можно было определить положение затвора, не нажимая на него) и перемотал её обратно в кассету, и поэтому на этой 33-й фотографии запечетлено то, что в тот момент попало в поле зрения объектива (с учётом ненастроенной резкости и выдержки).

Следствие установило, что палатка была оставлена внезапно и одновременно всеми туристами:

Расположение и наличие предметов в палатке (почти вся обувь, вся верхняя одежда, личные вещи и дневники) свидетельствовали о том, что палатка была оставлена внезапно и одновременно всеми туристами, причем, как установлено в последующем криминалистической экспертизой, подветренная сторона палатки, куда туристы располагались головами, оказалась разрезана изнутри в двух местах, на участках, обеспечивающих свободный выход человека через эти разрезы.

Таинственный 33 и последний снимок, который был сделан за несколько секунд до покидания палатки.